目錄TOC\o"1-5"\h\z設計題目 2設計任務及條件 2工藝設計計算物料衡算 3熱量衡算 3霧滴干燥所需時間計算 3壓力式噴嘴主要尺寸的確定 5干燥塔主要尺寸的確定 6主要附屬設備的設計或選型 11設計結果匯總表 13參考文獻 13“壓力式噴霧干燥塔設計”任務書（一） 設計題目壓力式噴霧干燥器設計。（二） 設計任務及設計條件1、 干粉生產能力：（濕基）見下表。2、 設備型式：壓力式噴霧干燥器，干燥物質為陶瓷原料料漿，干燥介質為空氣，熱源為發(fā)生爐煤氣。3、設計條件：（1）料漿含水量w=40wt%（濕基）1（2）干粉含水量w2=6wt%（濕基）（3）料漿密度Pi=1200kg/m3（4）干粉密度P=900kg/m3p（5）熱風入塔溫度t]=450°C（6）熱風出塔溫度t2=70°C（7）料漿入塔溫度tm1=20C（8）干粉出塔溫度tm2=50C（9）干粉平均粒徑d=60um（10）干粉比熱容c=1.04kJ/（kg?°C）（11）料漿霧化壓力2MPa（表壓）（12）取冬季的空氣參數溫度ta=2C，相對濕度A=70%（13）進料量1100kg/h（干基）（三）工藝設計計算物料衡算（1）料液處理量G1性=110儀1 2性=110儀1 2100-^100-6

1W40=1723.3kg/h（2）水分蒸發(fā)量WW=g-G2=1723.3-1100=623.31kg/h熱量衡算（1）使物料升溫所需熱量:623.3吭（m=1100XL04x（50-2°）=55.1kj/kgH。623.32

根據經驗，取熱損失01=210kJ/kgH2o干燥塔出口空氣的濕含量￡q=q+q=210+55.1=265.1kJ/kgH2oI-I L—a__=ct1-￡q=4.186X20-265.1=-181.42 1據氣象條件(年平均氣溫2。如年平均相對濕度中=70%)，查空氣H-I圖，得H=H1=0.003kg/kg干空氣,I1=464.5kJ/kg干空氣，任取H2'=He=0.04,代入上式得I2'=Ie=464.5-181.4(0.04-0.003)=457.8 查I-H圖得H2=0.141kg水/kg干空氣I2=439.6kj/kg于是干空氣消耗量L=工_L=工_H2-H1623.30.141—0.003=4516.7kg干空氣/h3.霧滴干燥所需時間t計算汽化潛熱Y的確定由I-H圖查得空氣入塔的濕球溫度tw=七=65。°，查手冊得該溫度下水的汽化潛熱y=2346kJ/kg。導熱系數入的確定平均氣膜溫度為1?(65+70)=67.5°C,在該溫度下空氣的熱導熱率人=2.944x10-5KW/(m?C)。初始滴徑％的計算

竺1—= 40 =0.67kg水/kg干物料1-① 100-401① 2-—=0.06kg竺1—= 40 =0.67kg水/kg干物料1-① 100-401① 2-—=0.06kg水/kg干物料1—① 100—62(p1+X—p 1〔P12X2/￥3dp(9001+0.67￥33x60=63.4pm霧滴的臨界直徑d=d=60pmpc1「_(d:3]]PX= 5c1-當①-11-1-p-dJp0/—>P1(5)液滴的臨界濕含量Xc的計算(60S10001I 51—0.40.4-163.4；1200=0.45kg水/kg干物料(6)空氣的臨界濕含量H的確定H=H+GJ1)(X廣乂.)c1 L1723.3(1—0.4)(0.67—0.45)=0.003+ 4516.7=0.050(7)空氣的臨界溫度t的確定由H=0.050和P=2MPa,查得t=216.45°Cc(8)Atml傳熱溫差A*、At2(t—t)-(t—t)1一~m1_c一—=266.93°Cln1^m1t—tcw的計算Atm21)-?氣2)=64.91。ClntcAtm2t2—tm2

⑨霧滴干燥所需時間T的計算YP(d2—d2)ypd2(X一X)C=L——p0 pc+p——pcc 2—8XAt 12XAt2346x1200(63.42-602)x10-122346x900x602x10-12x(0.45-0.06)= + 8x2.944x10-3x266.93 12x2.944x10-3x64.91=1.48x10-3h=0.533s壓力式噴嘴主要尺寸的確定為了使塔徑不至于過大，根據經驗取噴嘴角&=48。，根據《噴霧干燥實用技術大全》中，圖4-11查得A'=0.9當A'=0.9時，查圖4-12得CD=0.41噴嘴孔徑的計算V=g/(p1x3600)=1723.3/(1200x3600)=4.0x10-43.14x0.41x(2x3.14x0.41x(2x2x10612004.0x10-41/2即r°=2.32mm，d=2r=4.64mm，圓整后取d0=5mm。(4)噴嘴其它主要尺寸的確定選矩形切線入口通道2個，據經驗取b=2.2mm，2R1/b=8,即R1=8.8mm,圓整R1=9mm,即旋轉室直徑選用10mm。b2.2因為A=2ab，R=R—-2=9-—^=7.9mm所以a=箜(大=3」4乂5x9x(2.32)2=8.972bAR2x2.2x0.9 7.92取a=9.0mm校核噴嘴的生產能力a /兀rRr 兀x2.32x9、/2.32、A=(— )(f)1/2=( )( )1/2=0.897mm2ab R2x9x2.2 7.9圓整后a'基本不變，不必復算，可以滿足設計要求。旋轉室通道長度I和寬度b之間的關系，可按l=3b選取。l=3x2.2=6.6mm空氣心半徑二的計算A-兀\%=3.14x2.32x9=166o=A1 2x9x2.2 .1由A與a的關聯(lián)圖查得?！?0.55r=r°J1-%=2.32xJ1-0.55=1.56mm噴嘴出口處液膜速度的計算平均速度V、 ,4.0x10-4"°-兀。2—r2尸3.14x(2.3，；562)x10-6—."、0水平速度分量u=utan彳=19.2m/s垂直速度分量u=u=43.2m/s合速度1u0-(u2+u2)2=47.3m/s干燥塔主要尺寸的確定(1)塔徑的計算查手冊得空氣粘塔內空氣各參數按常壓考慮，其平均溫度1(450+70)=260C,查手冊得空氣粘2度r=0.0278厘泊，空氣密度p=0.671kg/m3。①根據初始水平速度ux0=19.2m/s，計算出髦,0.0278Re=d0氣。P=63.4x10-3皿2xO.67=2930.02780Ra屬于過渡區(qū)。

②由Re與C，匚Re2，」Re，B的列線圖查得查得Re0時，B=B0=3.0x10-2。③當初始的瞬間，即當T=0，由T=^3/^i[b-B]得1=0。a④取一系列Re1=100，Re2=70，…；得一系列u1，u2，…；查得相應的B「B…；算出一系列相應的T，T，…；列出表1中。2 1 2⑤以T為橫坐標，ux為縱坐標，作’-ux曲線，如圖1所示。用圖解積分法求得S=j0-033ud=0.31m塔徑D=2S=0.62m，圓整取為D=0.7m。塔高的計算①減速運動段的距離％的計算a.由初始垂直速度\。計算出Re0。Re_dpyy0p,_63.4x10-3x43.2x0.67=660.02780_日0.0278a屬于過渡區(qū)。3x(0.0278x10-3)2W=4gPadp(P/-P“)_4x9.8x0.67x(0.0634x103x(0.0278x10-3)2匚Re2，。/Re，B的列線圖得Re廣0.13。c.據Rec.據Re查Re與。，匚Re2，C/Re，B的列線圖得匚Re2=6.4x103，則 = =1.56x10-4CRe2-w 6.4x103-3.46表1停留時間T與霧滴水平速度ux的關系Reu=d~a—Repa(m/s)Bx102t=4dp2Pi[B-B]3目 0a(s)29.320.33.002517.33.20.000414

1510.43.70.00145106.95.20.0045674.86.20.0066353.457.10.008532.078.70.011821.3810.00.014510.6912.50.01970.50.3515.20.02530.30.2117.30.02960.20.1419.00.0332圖1T-U曲線圖d.取一系列Re「300,Re2=200,...,Ref=1.8,由Re與匚,匚Re2,匚/Re,B的列線圖查得相應的匚Re2,匚Re2,...°Re2；再計算出相應的112 2ff1Q1QRe2-w，QRe2-w…1 , ,列于表2中。QRe2-w

ffe.以Ree.以Re為橫坐標，QRe2-w為縱坐標作圖，如圖2所示。ReCRe2——1——X103LCRe2—w」Re旦U— aydpla(m/s)T,=4P,"；jdRe3旦 CRe2—wa(s)666.4X1030.156440503.9X1030.26332.72.0X10-3301.9X1030.62121.31.6X10-3201.1X1030.9513.21.3X10-2104.2X1022.46.540.0275583.2X1024.15.120.0467857.1X1025.83.270.0646214.8331.950.23650.5103200.38630.85260.358.580.2406—表2Re與^?u、T，的關系yf.由Re=66，可計算出u=44m/s，據圖2可求得j40\dRe從而可以算出1 貝 300匚Re2—w停留時間t'=%!j66dRe=0.31j66dRe=2.32x10-2s。1 3旦 50CRe2—w 50匚Re2—wa

j409dRe200j409dRe200匚Re2—Vg.類似地’由Re2，Re3，…Re廣根據圖4-45可求得j409dRe；亦可計算出相應的停留時間，，，，『，如表2所示。由此得0.35CRe2—V 2 3到減速運動段的停留時間T'=0.24s。h.由表2的\ 『數據，作『-\曲線如圖3所示。用圖解積分法可得減速運動段的距離y=j0.8526udi=1.52m。圓整后為y=1.6m。熱風進出口接管直徑的確定在干燥系統(tǒng)中，一般取風管中的風速為15~25m/s。①熱風進口接管直徑di273+1v,廣(0.773+1.244H1)273i、273+450 一、-=(0.773+1.244x0.003)—云 =2.06m3/k干空氣匕=Lv,1=4516.7x2.06=9304.4m3/s取熱風管道中的氣速為25m3/s，則9304.4 =0.363m3600x-x254圓整后取干燥塔熱風入口接管直徑d1=370mm。②熱風出口接管直徑d2273+1v^2=(0.773+1.244H2)2732、273+70=(0.773+1.244x0.141) 273=1.19m3/kg干空氣V=Lv =4516.7x1.19=5374.9m3/h2 h2

J-53749 9—=0.276m4x25x3600圓整后取d=280mm26.主要附屬設備的設計或選型(1)旋風分離器進入旋風分離器的含塵氣體近似按空氣處理，取溫度為95°C。273+95 uh3=(0.773+1.244x0.141)273 =1.28m3/kg干空氣匕=Lh3=4516.7x1.28=5909m3/h采用蝸殼式旋風分離器，其進口寬度b=0.225D，高度a=0.3D，取進口速度為25m/s,則59093600 - 590936000.225Dx0.3Dx25=—i=3600即D=0.973m。圓整后取D=1000mm。其余各部分尺寸為L=0.8D=800mmL2=2D=2000mmb=0.225D=225mma=0.3D=300mmd=0.35D=350mml=0.7D=700mmd'=0.2D=200mm(2)風機的選擇干燥塔的操作壓力一般為0?-100(表壓)，所以本系數需2臺風機，即干燥塔前安裝1臺鼓風機，干燥塔后安裝1臺引風機，阻力也可以干燥塔為基準分前段(從空氣過濾器至塔)阻力和后段(塔后的設備及管道等)阻力。在操作條件下，熱風流經各設備及管道等的阻力如表3所示，①鼓風機的選型鼓風機入口處的空氣風度為2°C，濕含量H0=0.003

273+2ho=(0.773+1.244x0.003)273=0.78m3/kg273+21500xk0.83)=2169pa匕=Lh0=4516.7x0.78=35231500xk0.83)=2169pa表3系統(tǒng)阻力估算表設備壓降，pa設備壓降，